Способ получения пищевого антоцианового красителя из винограда

Изобретение относится к способу получения пищевого антоцианового красителя из винограда, включающему обработку небродивших сладких выжимок темноокрашенных сортов винограда водным раствором пектолитического ферментного препарата Lallzyme EX-V, взятого в количестве 20 г на 1 т выжимки при гидромодуле 1:2, их термостатирование от 45 до 60 минут при температуре 22…25°С и рН 3,5-4, экстрагирование красителя 96%-ным раствором этанола при температуре 50…60°С, фильтрацию экстракта, концентрирование его до содержания сухих веществ 35-40%, отличающийся тем, что предварительно перед ферментной обработкой небродившие сладкие виноградные выжимки обрабатывают электромагнитным полем с частотой волновых колебаний в диапазоне 10-100 Гц в течение 15 минут и проводят трехступенчатую экстракцию красителя с экспозицией в каждом случае по 60 минут при постоянном перемешивании с последующим объединением всех фракций экстракта. 1 ил., 4 пр.

 

Изобретение относится к технологии получения пищевого антоцианового красителя из винограда из отходов переработки винодельческой отрасли пищевой промышленности и может быть использовано в безалкогольной, кондитерской и других отраслях пищевой промышленности.

Известен способ получения антоцианового красителя из плодового сырья [Патент РФ 2228344, 2004, С09В 61/00. Опубл. от 10.05.2004]. Способ предусматривает высушивание, измельчение выжимок ягод черной смородины и черноплодной рябины, экстракцию красителя. Экстракцию красителя осуществляют дважды 96%-ным этанолом при температуре 50-65°С с выдержкой в каждом случае 1-1,5 час при постоянном перемешивании и отстаивании при температуре 10-20°С в течение 6-8 час, затем проводят концентрирование до содержания сухих веществ 55-65% путем отгонки этанола при давлении 140-170 мм рт.ст. и температуре 30-40°С.

Недостаток известного способа заключается в извлечении природных красящих антоциановых соединений, способных изменять свой цвет в нейтральной среде.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ получения пищевого энокрасителя [Патент РФ 2698123, 2019, С09В 61/00, A23L 5/40. Опубл. в бюл. №24 от 22.08.2019], включающий смешивание растительного сырья с действующим веществом, экстракцию, фильтрацию и концентрирование. В качестве растительного сырья используют небродившие сладкие выжимки темноокрашенных сортов винограда. В качестве действующего вещества - пектолитический ферментный препарат Lallzyme EX-V в количестве 0,002% к массе выжимки. При этом полученную смесь термостатируют в течение одного часа при температуре 37-40°С и рН=3,5-4, проводят экстракцию красителя 96%-ным раствором этанола при температуре 50-60°С с последующей фильтрацией и концентрированием энокрасителя.

Недостатком существующего способа является однократное экстрагирование, которое не позволяет извлечь антоцианы в полном объеме.

Техническим результатом изобретения является повышение выхода и улучшение качества получаемого пищевого красителя из виноградных выжимок темноокрашенных сортов путем одновременного применения физико-химических и биотехнологических методов.

Технический результат достигается тем, что в способе получения пищевого антоцианового красителя из винограда, включающем обработку небро-дивших сладких выжимок темноокрашенных сортов винограда водным раствором пектолитического ферментного препарата Lallzyme EX-V, взятого в количестве 20 г на 1 т выжимки при гидромодуле 1:2, их термостатирование от 45 до 60 минут при температуре 22…25°С и рН 3,5-4, экстрагирование красителя 96%-ным раствором этанола при температуре 50…60°С, фильтрацию экстракта, концентрирование его до содержания сухих веществ 35-40%, согласно изобретению предварительно перед ферментной обработкой небродившие сладкие виноградные выжимки обрабатывают электромагнитным полем с частотой волновых колебаний в диапазоне 10-100 Гц в течение 15 минут и проводят трехступенчатую экстракцию красителя с экспозицией в каждом случае по 60 минут при постоянном перемешивании с последующим объединением всех фракций экстракта.

Новизной заявляемого технического решения является то, что для получения антоцианового красителя из темноокрашенных выжимок винограда необходима предварительная обработка сырья в электромагнитном поле низких частот и проведение трехступенчатой экстракции, поскольку однократное экстрагирование не позволяет извлечь антоцианы в полном объеме. Используя рекомендуемый алгоритм операций, можно получить на существующем традиционном оборудовании винодельческих и соковых предприятий качественный пищевой краситель с высоким содержанием антоцианов.

По данным научно-технической и патентной литературы не обнаружена совокупность признаков, позволяющая решать задачу, которая ранее не могла быть решена известными техническими решениями. В уровне техники отсутствуют решения, имеющие признаки, совпадающие с отличительными признаками предлагаемого технического решения, что свидетельствует о соответствии технического решения критерию патентоспособности «изобретательский уровень».

Соответствие заявляемого решения критерию патентоспособности «промышленная применимость» обусловлено тем, что предлагаемое техническое решение работоспособно и возможно его использование для получения качественного, пищевого красителя из отходов переработки винограда.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фигуре 1 представлен график результатов воздействия электромагнитных полей разных частотных диапазонов на выход экстрактивных веществ (в процентах).

Способ заключается в следующем: растительное сырье (небродившие сладкие виноградные выжимки темноокрашенных сортов) после прессования винограда либо предварительно высушенные до влажности 10-12% обрабатываются в электромагнитном поле с частотой воздействия электромагнитных волн 10-100 Гц в течение 15 минут для разрушения клеточных стенок. В процессе предварительной обработки виноградных выжимок электромагнитными полями низких частот происходит клеточный плазмолиз, что при экстракции способствует извлечению максимального количества антоцианов из растительных тканей.

Далее к выжимкам добавляют питьевую воду для достижения гидромодуля 1:2, после чего к смеси в ферментер вносится пектолитический ферментный препарат Lallzyme EX-V в количестве 20 грамм на 1 тонну сырья, предварительно растворенный в воде для лучшего распределения препарата, при этом полученную смесь термостатируют от 45 до 60 минут при температуре 22…25°С и рН 3,5-4, далее экстракцию красителя ведут в три ступени 96%-ым раствором этанола при температуре 50…60°С с экспозицией в каждом случае по 60 минут при постоянном перемешивании для максимального извлечения антоцианов с последующим объединением всех фракций экстракта, после чего осуществляют прессование для отделения непроэкстрагировавшейся части выжимки и раствора энокрасителя, который фильтруют и концентрируют до массовой доли сухих веществ 35-40%.

Преимуществом данного способа является совокупность физико-химических и биотехнологических методов обработки виноградных выжимок, способствующие максимальному извлечению красящих веществ (>90%) и исключающие применение высоких температур и добавок, ухудшающих качество продукта (органических кислот и агрессивных сред).

Для доказательства эффективности использования физико-химического метода - предварительной обработки сырья в электромагнитном поле с разными диапазонами низких частот, приведены результаты исследований, представленные на фигуре 1.

По оси абсцисс указаны режимы предварительной обработки виноградных выжимок в электромагнитном поле с разными диапазонами низких частот для каждого сорта: Цимлянский черный, Каберне-Совиньон, Саперави, Каберне, Левокумский и Мерло. На графике под позициями: 1-1-10 Гц; 2-10-100 Гц; 3 - 100-1000 Гц; 4 - контрольный образец, не подвергавшийся обработке.

По оси ординат указан выход экстрактивных веществ из раствора энокрасителя (в %).

Пример 1. Небродившие сладкие виноградные выжимки сортов Цимлянский черный, Каберне-Совиньон, Саперави, Каберне, Левокумский и Мерло массой 100 г предварительно обрабатывают в электромагнитном поле с частотой воздействия электромагнитных волн 1-10 Гц в течение 15 минут. Далее к выжимкам добавляют питьевую воду для достижения гидромодуля 1:2, после чего к смеси в ферментер вносится пектолитический ферментный препарат Lallzyme EX-V в количестве 20 грамм на 1 тонну сырья, предварительно растворяя в воде для лучшего распределения препарата, при этом полученную смесь термостатируют в диапазоне от 45 минут до одного часа при температуре 22…25°С и рН 3,5-4, далее экстракцию красителя ведут в три ступени 96%-ным раствором этанола при температуре 50-60°С с выдержкой в каждом случае один час при постоянном перемешивании с последующим объединением трех фракций экстракта для максимального извлечения антоцианов, инактивируя при этом ферментный препарат, после чего осуществляют прессование для отделения непроэкстрагировавшейся части выжимки и раствора энокрасителя, который фильтруют и концентрируют до массовой доли сухих веществ 35-40%. При этом выход антоцианов в среднем составил 85%.

Пример 2. Небродившие сладкие виноградные выжимки сортов Цимлянский черный, Каберне-Совиньон, Саперави, Каберне, Левокумский и Мерло массой 100 г предварительно обрабатывают в электромагнитном поле с частотой воздействия электромагнитных волн 10-100 Гц в течение 15 минут и далее проводят извлечение красителя аналогично примеру 1. Выход антоцианов в среднем составил 95%.

Пример 3. Небродившие сладкие виноградные выжимки сортов Цимлянский черный, Каберне-Совиньон, Саперави, Каберне, Левокумский и Мерло массой 100 г предварительно обрабатывают в электромагнитном поле с частотой воздействия электромагнитных волн 100-1000 Гц в течение 15 минут и далее проводят извлечение красителя аналогично примеру 1. Выход антоцианов в среднем составил 90%.

Пример 4. В небродившие сладкие виноградные выжимки сортов Цимлянский черный, Каберне-Совиньон, Саперави, Каберне, Левокумский и Мерло массой 100 г добавляют питьевую воду для достижения гидромодуля 1:2, после чего к смеси в ферментер вносится пектолитический ферментный препарат Lallzyme EX-V в количестве 20 грамм на 1 тонну сырья, предварительно растворяя в воде для лучшего распределения препарата, при этом полученную смесь термостатируют в диапазоне от 45 минут до одного часа при температуре 22…25°С и рН 3,5-4, далее экстракцию красителя ведут в три ступени 96%-ным раствором этанола при температуре 50-60°С с выдержкой в каждом случае один час при постоянном перемешивании с последующим объединением трех фракций экстракта для максимального извлечения антоцианов, инактивируя при этом ферментный препарат, после чего осуществляют прессование для отделения непроэкстрагировавшейся части выжимки и раствора энокрасителя, который фильтруют и концентрируют до массовой доли сухих веществ 35-40%. Выход антоцианов в среднем составил 70%.

Как следует из экспериментальных данных, пищевой антоциановый краситель из винограда, полученный по усовершенствованной методике, содержит максимальное количество красящих веществ при минимизации количества технологических операций и энергозатрат.

Способ получения пищевого антоцианового красителя из винограда, включающий обработку небродивших сладких выжимок темноокрашенных сортов винограда водным раствором пектолитического ферментного препарата Lallzyme EX-V, взятого в количестве 20 г на 1 т выжимки при гидромодуле 1:2, их термостатирование от 45 до 60 минут при температуре 22…25°С и рН 3,5-4, экстрагирование красителя 96%-ным раствором этанола при температуре 50…60°С, фильтрацию экстракта, концентрирование его до содержания сухих веществ 35-40%, отличающийся тем, что предварительно перед ферментной обработкой небродившие сладкие виноградные выжимки обрабатывают электромагнитным полем с частотой волновых колебаний в диапазоне 10-100 Гц в течение 15 минут и проводят трехступенчатую экстракцию красителя с экспозицией в каждом случае по 60 минут при постоянном перемешивании с последующим объединением всех фракций экстракта.